基于Revit的钢结构族创建

牛 犇，梅世强，吴 波，毛 凯

(1.云南建投钢结构股份有限公司设计中心，云南 昆明 650501;2.云南省建筑工程设计院，云南 昆明 650021)

0 引言

近年来，建筑信息模型 (buildinginformation modeling，BIM)技术已逐步应用于工程建设领域，并贯穿工程整个生命周期，关联各阶段的参与方(主要包括协调、设计、施工、工程量计算、运营维护管理等)［1］。首先，国家也在不断推进BIM技术的发展和应用，2016年8月23日，住房和城乡建设部发布的《2016—2020年建筑业信息化发展纲要》和2017年3月23日发布的《“十三五”装配式建筑行动方案》等政府文件都提到BIM技术的应用。其次，很多复杂项目使用BIM技术，将有效避免施工错误和不必要的损耗。三是通过使用BIM技术有效提高项目工程质量安全等管理水平，同时提高公司竞争力。因此，建设方、施工方、设计院等纷纷建立BIM研究中心，致力于BIM技术的研究和应用。

目前主流的钢结构深化建模软件为Tekla，但与其他BIM应用软件进行数据交互时只能采用IFC格式，普遍存在数据丢失现象。而Revit软件属于Autodesk公司旗下三维建模软件，优势明显。首先，Autodesk公司具有BIM应用全专业建模软件，完全能够实现不同软件之间数据的互导，并且数据不存在丢失现象;其次，Revit更开放，用户可根据需求进行二次开发。但Revit软件主要用于建筑和机电专业的建模，很少用于钢结构建模，主要原因在于钢结构族库不完善(尤其是各连接节点族)，所以要利用Revit软件建立钢结构模型，掌握钢结构族创建的技巧是关键。Revit软件的每个族文件包含很多的参数和信息(尺寸、形状、类型和其他参数)，族参数的合理设定可方便地管理数据和修改搭建的模型［2］。在钢结构建模中，常用的族有柱截面族、梁截面族、各连接节点族、柱脚节点族及一些二维族等，但Revit软件中各连接节点基本没有。因此，本文主要介绍钢结构相关族库的创建方式，重点介绍梁-柱刚接节点族和梁-梁铰接节点族的创建技巧，通过以点带面，利用Revit软件创建钢结构模型，为钢结构族库的建立提供参考，不断完善钢结构族库，填补利用Revit软件创建钢结构模型的空白。

1 梁-柱刚接节点-连接板族的创建

1)选定族样板就选取了族类型(每个族类型包含不同的参数)。创建成功后进入族创建界面，可对族类型和族参数进行更改。

2)创建1个参数可调(圆孔直径、长度)的空心切割圆孔族。直接在连接板族中创建圆孔，难以实现圆孔孔径及定位尺寸的参数化。为实现开孔孔径及定位尺寸的参数化，采用嵌套族的形式，先创建圆孔族，再导入连接板族中使用。族类型采用基于面的公制常规模型;项目中同一类型的圆孔参数不变，故将该空心切割圆孔族设定为类型参数，如图1，2所示。对空心圆孔切割族进行载入使用时，因圆孔尺寸多样，可创建类型目录，方便调用，如图3所示。

图1 圆孔参照标高

图3 类型目录

3)创建连接板族，梁-柱刚接节点连接板为双向板，板厚、板宽设定为类型参数，连接板的高度随连接梁的尺寸变化而变化。同时，将空心切割圆孔族载入(类型可根据需求适当载入)，圆孔尺寸和数量设定为类型参数，并做出相应约束。连接板示意如图4所示。

4)将螺栓族(型号可按要求适当载入，如图5所示)载入连接板族中，螺栓型号和数量设定为类型参数，螺栓长度进行相应的关联约束。螺栓的定位尺寸由横向xa，xb，竖向a，b，数量y-n等类型参数进行约束。梁-柱刚接节点如图6所示。

5)对连接板、螺栓等零部件赋以材质参数等，设定其可见性和二维图例后，梁-柱刚接节点族即可载入项目中使用。

为使梁-柱刚接节点族更加方便载入使用和管理，对此节点采用标准化建族，用户须需根据H形钢梁的梁高-腹板厚度选择所对应的梁-柱刚接节点即可。工程项目实际应用梁-柱刚接节点如图7所示。

图4 连接板示意

图5 螺栓类型

本节点族主要针对H形钢梁与箱形柱的梁柱刚接节点，钢结构梁柱连接节点种类繁多，但是创建节点族的方法基本相同。

2 梁-梁铰接节点-连接板族的创建

1)创建连接板族，梁-梁铰接节点连接板为单向板，单边连接的外加加劲板。板厚、板宽设定为类型参数，连接板的高度随着连接梁的尺寸变化而变化。同时，将空心切割圆孔族载入(类型可根据需求适当载入)，圆孔尺寸和数量设定为类型参数，并做出相应约束。

图6 梁-柱刚接节点示意

图7 梁-柱刚接节点应用

2)将螺栓族(型号可按要求适当载入)载入连接板族中，螺栓型号和数量设定为类型参数，螺栓长度进行相应的关联约束。螺栓的定位尺寸由横向b，竖向a，b，数量n等类型参数进行约束。梁-梁铰接节点如图8所示，族参数编辑如图9所示。

图8 梁-梁铰接节点

图9 梁-梁铰接节点参数编辑

3)对连接板、加劲板、螺栓等零部件赋以材质参数等，设定其可见性和二维图例后，梁-梁铰接节点族即可载入项目中使用。

为使梁-梁铰接节点族更加方便载入使用和管理，对此节点采用标准化建族，用户只须根据主梁、次梁截面型号选择所对应的梁-梁铰接节点即可。梁-梁铰接节点标准化目录如图10所示，工程项目实际应用梁-梁铰接节点如图11所示。此节点不仅适用于同等标高的梁-梁铰接节点，还适用于降板处的梁-梁铰接节点。

图10 梁-梁铰接节点标准化目录

图11 梁-梁铰接节点应用

3 其他族

钢结构族种类繁多，但创建方法基本相同，本文只对部分钢结构族进行介绍。图12所示为用于高层装配式住宅的新型梁-柱刚接节点。

图12 新型梁-柱刚接节点

4 结语

1)本文主要介绍梁-柱刚接节点族和梁-梁铰接节点族的创建技巧，以点带面介绍基于Revit软件的钢结构族的创建技术。通过创建标准化族库，更加方便载入使用，同时更有利于族库的管理。建族人员创建出钢结构族，通过创建并不断更新族类型目录，实现所创建族的标准化。用户只需根据所需的族类型进行载入使用即可。这极大地提高了建模效率，同时对族库的管理更加方便。此外，其他钢结构族的创建也可参照本文所述2种族进行创建，实现标准化。例如，钢柱钢梁族，可把常用截面和型材截面统一归档创建族类型目录，统一管理和定期更新，使用时根据所需进行载入使用。

族的创建方法很多，可建立较为完善的钢结构族库，实现在Revit软件中创建钢结构模型，填补Revit软件创建钢结构模型的空白。

2)通过创建完善的钢结构族库，已基本能实现利用Revit软件创建钢结构模型。但BIM技术的应用不仅只停留在建立模型，如何利用模型并体现模型的价值才是关键。

根据不同阶段创建不同等级的BIM模型，满足各阶段的需求，使BIM模型使用价值最大化。方案和初设阶段，BIM模型主要用于三维展示、对设计存在的问题进行反馈和粗略用钢量的提取等，模型精度要求不高，只需创建梁柱即可，不需要创建各连接节点;施工图阶段，模型精度要求高，需按详图深化要求创建BIM模型，提取准确的用钢量和生成构件加工图纸。

3)对于Revit软件创建的钢结构模型，完全能够实现用钢量等工程量的提取。但还有一些难题需解决和进一步研究，其中很重要的一点是生成钢构件的加工图纸有困难。与Tekla相比，其主要原因在于对构件的编号及生成构件图、零件图都存在不足之处。针对此问题，应从以下2方面进行研究解决:①作为建模人员可从建族方面入手，将所有创建的族定位在零件图级别;建模过程中通过零件生成部件(构件)，出构件图纸，零件图则根据所创建的族来出。②公司研发团队对软件进行二次开发。③作为软件开发商，通过自己的研发团队对软件进行针对性改进。

参考文献:

［1］方雅君.基于Revit的设备族创建［J］.现代建筑电气，2017(1):1-4.

［2］欧特克软件(中国)有限公司构件开发组AutodeskRevit2013族达人速成［M］.上海:同济大学出版社，2013.